電子器械對日常作業(yè)的探索與實驗

　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以長驅(qū)直入儀器領(lǐng)域，和儀器技術(shù)結(jié)合起來，能夠通過網(wǎng)絡(luò)借助OLE、DDE技術(shù)與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)Intranet連接，與外界進行數(shù)據(jù)通信，將實時測量的數(shù)據(jù)輸送到Intranet已經(jīng)成了必然趨勢，IP是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，實現(xiàn)的是不可靠，無連接的數(shù)據(jù)包服務(wù)，TCP是基于可靠連接的服務(wù)，面向工廠自動化提出的基于以太網(wǎng)＋TCP／IP的解決方案已經(jīng)投入實際應(yīng)用而且越來越受到重視。
　　它的主要的特點是：一是實現(xiàn)把TCP／IP協(xié)議嵌入現(xiàn)場智能儀器（主要是傳感器）的ROM中，使信號的收發(fā)都以TCP／IP方式進行。二是測控系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集，信息發(fā)布，系統(tǒng)集成方面都以企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（Intranet）為依托，以以太網(wǎng)作為現(xiàn)場總線。三是在互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的虛擬儀器，自由靈活的組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)。四是將測控網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)已Internet互聯(lián)，實現(xiàn)測控網(wǎng)和信息網(wǎng)的統(tǒng)一，建立測試和管理的統(tǒng)一系統(tǒng)。加上它的低投入、高性能的通訊方式，實現(xiàn)了完全自由的儀器聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)�，徹底的實現(xiàn)了單一的、開放性的總網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器對變頻器系統(tǒng)的測試與研究隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器在其推動下出現(xiàn)了。網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器的出現(xiàn)極大拓寬了儀器的應(yīng)用領(lǐng)域，它使網(wǎng)絡(luò)實實在在的介入了整個現(xiàn)代測量得全過程，利用現(xiàn)有的Internet資源和企業(yè)的內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑥亩�十分方便的組建測試網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和Internet互連，使人們可以在任何時間任何地點實時獲取到測量信息，可以應(yīng)用于組建工廠自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)了對變頻器的在線的遠距離測量和控制。
　　儀器的軟件由用戶自己開發(fā)設(shè)計，虛擬儀器軟件有兩部分構(gòu)成，即應(yīng)用程序和I／O接口儀器驅(qū)動程序。應(yīng)用程序主要包含兩個方面的功能：一是實現(xiàn)虛擬面板功能的軟件程序，二是定義測試功能流程圖的軟件程序。I／O接口儀器驅(qū)動程序完成特定的外部設(shè)備的擴展，驅(qū)動�，F(xiàn)在最為流行的編程軟件就是由美國VI公司開發(fā)的LabVIEW，是面向?qū)ο蟮目梢暬�編程環(huán)境，它是目前國際上唯一的編譯型圖形化軟件。
　　變頻器作為一種穩(wěn)定性強，精度高的調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類調(diào)速傳動裝置，變頻器調(diào)速系統(tǒng)取代直流調(diào)速裝置已經(jīng)成為必然趨勢，交流變頻調(diào)速系統(tǒng)具有節(jié)能、調(diào)速范圍寬、精度高、效率高，和功率因數(shù)高、可靠性好、操作方便、及便于同其他設(shè)備接口等優(yōu)點，被公認(rèn)為是最理想、最有發(fā)展前途的一種調(diào)速方式。目前國內(nèi)外還沒有專門的針對基于Intranet的關(guān)于變頻器的監(jiān)測技術(shù)方面的研究，通過此課題就可以實現(xiàn)檢測系統(tǒng)的自動化，而且可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少故障的發(fā)生幾率，同時可以減少人力，徹底的實現(xiàn)生產(chǎn)管理統(tǒng)一的自動化。
　　實現(xiàn)步驟目前比較流行的變頻器是通用的vvvf（Variable VoltageVariableFrequency）變頻器，我們對通用變頻器的關(guān)鍵功能參數(shù)進行測試，以確保新的變頻器的質(zhì)量和功能，然后對其運行狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)電壓，電流和速度等參數(shù)進行監(jiān)測，對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行分析處理，這樣就可以監(jiān)測變頻器的運轉(zhuǎn)情況，并且把所有監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀ntranet或者Internet上進行數(shù)據(jù)共享，那么變頻器專家就可以通過Internet或者Intranet對設(shè)備的狀態(tài)給出建議，提高企業(yè)的自動化程度，提高設(shè)備的可靠性。
　　首先是對于變頻器的整體的關(guān)鍵的參數(shù)進行測量，一是額定負(fù)載特性測試：在額定的負(fù)載下來計算三相電流的精確度和各相電流的平衡度及輸出平均電壓；二是保護功能測試：變頻器的過流，過熱，接地，和短路等破壞性的測試。其次是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的虛擬儀器測試系統(tǒng)，系統(tǒng)分為四層：被測設(shè)備層，直接關(guān)聯(lián)被測設(shè)備；儀器層，為系統(tǒng)提供分布式的儀器資源；網(wǎng)絡(luò)通信層，為終端用戶和現(xiàn)場儀器提供遠程通信渠道；客戶層，供用戶瀏覽數(shù)據(jù)，控制遠程儀器，我們采取多參量多通道的測試技術(shù)進行有關(guān)的狀態(tài)檢測，采用基于Web的遠程傳感器進行測量，后用高可靠性、低成本的網(wǎng)關(guān)、路由器、中繼器、及網(wǎng)絡(luò)接口芯片等網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，取代通信速度雖然高、但需要特定的、價格昂貴的通信芯片支持的總線方式，利用現(xiàn)有的Internet資源和企業(yè)的內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�，從而十分方便的組建測試網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和Internet互連。使用以太網(wǎng)作為儀器之間、儀器與計算機之間的通訊媒介，使儀器的接入不再受限于網(wǎng)絡(luò)的布局，儀器作為網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點，完全的獨立于計算機而存在。儀器可以完全靈活的自由接入以太網(wǎng)的任何一點，并且可以在以太網(wǎng)的任何一點被訪問，在鏈路層上采用以太網(wǎng)連接，TCP／IP和以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)作為測試系統(tǒng)的通訊標(biāo)準(zhǔn)，以開放的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)作為系統(tǒng)檢測結(jié)構(gòu)，真正的實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和開放。在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)的儀器設(shè)備充當(dāng)著網(wǎng)絡(luò)中獨立的接點，信息可以跨越網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)剿�及的任何領(lǐng)域，使網(wǎng)絡(luò)實實在在的介入了現(xiàn)代測量的全過程。在依托于互聯(lián)網(wǎng)的測試體系中，主控計算機的設(shè)置不必取決于具體的物理位置，只要在局域網(wǎng)內(nèi)的任何一臺計算機均可以配置為某一組儀器的主控計算機，很方便的在局域網(wǎng)里實現(xiàn)主控計算機的分散和冗余，某個節(jié)點的故障使系統(tǒng)無法工作的可能性大大的降低，真正實現(xiàn)管理控制一體化。
　　對于變頻器的整體的測量分為以下幾個部分：（1）對于輸入電壓，電流，功率的檢測：可以采用功率分析儀8903F，因為輸入電壓和電流為50Hz的正弦波，8903F完全符合要求，測得的數(shù)據(jù)可以通過RS－232串通通訊送至PC機。對于輸出電壓，電流，功率的檢測：可以采用功率分析儀WT130，因為變頻器的控制輸出電壓為PSW方波方式，也用串口實現(xiàn)。過壓測試：采用變壓器變壓輸送復(fù)合要求的電壓即可。過流測試：將變頻器接到大一點的電機上，例如1.5KW的變頻器接到2.2KW的電機上，控制變頻器的快速啟動，使瞬間電流超過150％額定電流，實現(xiàn)過流檢測。對于功率大一點的可以把兩個大的電機并在一起接到變頻器的輸出端。額定加載測試：采用“雙電機加載法”，兩電機機械連接，測試400V電壓時，可以把400V的電機接輸出，控制運行，輸出50Hz，然后接通200V電機，因為頻率和轉(zhuǎn)速相同，輸出電流較小，逐漸提高鄔再新等。
　　采用E－mail報警技術(shù)：通過在虛擬儀器里加入E－mail功能，可以實現(xiàn)在檢測數(shù)據(jù)超限或出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時，以最快的速度通知控制人員，同時將必要的數(shù)據(jù)記錄下來作為參考資料一起發(fā)送到指定人員的手中，從而大大提高虛擬儀器所監(jiān)控系統(tǒng)的安全性。關(guān)鍵技術(shù)問題（1）設(shè)計整個電路，在經(jīng)濟合理的情況下，較好的實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器的測試系統(tǒng)的各種功能，能夠順利的采集到各種信號，在最大限度不失真的情況下，保持?jǐn)?shù)據(jù)的精確性，及時準(zhǔn)確的把數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)傳輸擬采用不同等額方式進行，測試時采用串口傳輸，監(jiān)測試采用基于TCP／IP標(biāo)準(zhǔn)方式進行。對于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)的實時瀏覽采用DateSoket技術(shù)，它是一種面向測控領(lǐng)域的通過網(wǎng)絡(luò)實時進行數(shù)據(jù)交換的編程技術(shù)，可以支持同一臺計算機上，不同的應(yīng)用程序?qū)μ囟ǖ臄?shù)據(jù)的同時應(yīng)用，通過對TCP／IP的優(yōu)化和管理，簡化了Internet通信方式，通過內(nèi)部數(shù)據(jù)自描述格式提供自由的數(shù)據(jù)傳輸格式，可以直接傳送虛擬儀器程序及所采集到的數(shù)據(jù)中常用的字符格式、布爾形式、數(shù)字量形式、甚至于采集到的波形。這樣就簡化了設(shè)計較為復(fù)雜的TCP／IP地層編程，還解決了傳輸速度的問題。
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